Monnaie et énergie

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Frederick Soddy (Prix Nobel de Chimie 1921) précurseur de l’économie écologique, prôna une réforme radicale des systèmes monétaires, fondée sur les lois de la thermodynamique.

Expliquant le lien entre information et énergie, deux sujets cruciaux pour ce siècle de transition numérique et énergétique. La thermodynamique permet d’analyser les phénomènes économiques sur les traces des scientifiques (Sadi Carnot, Frederick Soddy, Claude Shannon, François Roddier, entre autres) qui en ont posé les bases. Nous allons explorer ici le chemin qui relie la monnaie à l’énergie. Plus particulièrement, nous allons distinguer les deux catégories de monnaie, monnaie-valeur et monnaie-dette, chacune « tokenisant » l’énergie de manière très spécifique.

Rappels utiles

Remarquons d’abord, que comme la prose de M. Jourdain, le lien entre monnaie et énergie est pratiqué par chacun souvent sans le savoir. Le salaire payé en monnaie à la fin du mois correspond à un travail ; or la thermodynamique pose une équivalence entre énergie et travail, mesurés l’un et l’autre en Joule.

La théorie de l’information

Tout système monétaire est donc régi par les lois de la thermodynamique et peut s’analyser comme une machine thermique. La thermodynamique définit l’entropie comme une mesure de l’incertitude ou du désordre. Fondamentalement, si un système monétaire sert à faciliter et enregistrer des transactions, sécuriser ces transactions jusqu’à les rendre irréversibles revient à réduire l’entropie du système, ce qui nécessite un apport d’énergie selon le deuxième principe de la thermodynamique.

Ce principe stipule que l’énergie d’un système se dégrade spontanément en passant de formes concentrées à des formes diffuses (mouvements, chaleur, etc.) L’entropie d’un système isolé augmente, ou reste constante : elle ne peut diminuer que par un apport d’énergie extérieur.

Pour rappel, qu’est-ce que le travail ?

« En thermodynamique, le travail effectué par un système correspond à l’énergie transférée par le système à son environnement. L’énergie cinétique, l’énergie potentielle et l’énergie interne sont des formes d’énergie qui sont les propriétés d’un système. Le travail est une forme d’énergie, mais c’est de l’énergie en transit. Un système ne contient pas de travail, le travail est un processus effectué par ou sur un système. En général, le travail est défini pour les systèmes mécaniques comme l’action d’une force sur un objet à distance. » (Nick Connor, thermal-engineering.org)

Rappelons aussi : « Lorsqu’un système thermodynamique passe d’un état initial à un état final, il passe par une série d’états intermédiaires. Nous appelons cette série d’états un chemin. Il existe toujours une infinité de possibilités différentes pour ces états intermédiaires. Le travail effectué par le système dépend non seulement des états initial et final, mais aussi des états intermédiaires, c’est-à-dire du chemin. »

Travail mécanique = force x déplacement

Puissance = travail / temps

Energie = puissance multipliée par le temps pendant laquelle elle est appliquée.

L’énergie et le travail sont équivalents et mesurés en joules (J). La puissance est mesurée en Watt (W). Un joule égale un watt pendant 1 seconde.

Lorsqu’on parle d’énergie, il convient donc de préciser de quelle énergie il s’agit. La création de richesse se définit d’ailleurs selon F. Soddy, comme la conversion d’une énergie sous une forme utilisable, typiquement la conversion d’un flux d’énergie (travail) en un stock d’énergie (matière première utilisable, produit fini, énergie interne, énergie potentielle, etc).

Un être vivant, selon François Roddier (1), est une « machine thermique » traversée par des flux d’énergie qui le maintiennent dans un état quasi-stationnaire, hors équilibre. Si ces flux cessent, l’entropie augmente et la vie s’arrête.

Remarquons enfin que les flux d’énergie sur Terre (par exemple, irradiance solaire = 1360 Watt/m2 ) sont majoritairement perdus (wasted), seule une petite fraction est absorbée par le vivant ou transformée en richesse (2). L’efficacité des transformations de l’énergie d’une forme à une autre est faible. On estime par exemple que l’efficacité énergétique d’une éolienne est aujourd’hui inférieure à 60%, celle d’un panneau solaire 40%.

Monnaie-valeur

La monnaie-valeur se définit comme la représentation d’une énergie déjà produite et stockée sous forme d’un jeton (token) physique ou électronique : l’or et Bitcoin entrent naturellement dans cette catégorie.

Une pièce d’or est porteuse d’une preuve de travail (proof of work en anglais, PoW en abrégé), celui qu’il a fallu consacrer à son extraction d’une mine, sa fabrication et sa logistique. Cette preuve est éclatante au sens propre du terme, sous réserve qu’on puisse vérifier facilement la teneur réelle en or. La vérification d’un lingot d’or par exemple nécessite de s’assurer qu’il ne s’agit pas d’une barre de tungstène plaquée d’or, le tungstène ayant une densité très proche de celle de l’or.

De la même façon, chaque Bitcoin ou fraction de Bitcoin est porteur d’une preuve de travail électronique, beaucoup plus facile à vérifier : celle du bloc où se trouve la toute dernière transaction concernant ce Bitcoin ou cette fraction de Bitcoin.

Grâce à la preuve de travail, la monnaie-valeur transfère l’énergie passée dans le présent d’une transaction.

Monnaie-valeur et rareté

La rareté relative d’une monnaie-valeur assure que la quantité d’énergie transférée dans une transaction (pièce d’or ou fraction de Bitcoin) est suffisamment grande comparée aux frais de transaction (logistique sécurisée d’une pièce d’or, frais du réseau Bitcoin) pour que le système reste efficace. En principe, l’eau pourrait être considérée comme une monnaie-valeur si elle n’était aussi abondante et si sa logistique était praticable dans une transaction. La rareté d’une monnaie-valeur n’est donc qu’une nécessité pratique qui s’impose à son système monétaire. Les différentes formes de monnaie-valeur étant en concurrence les unes avec les autres, la rareté relative s’est affirmée comme un avantage déterminant et une caractéristique essentielle.

Monnaie-dette

La monnaie-dette est créée sous forme d’un crédit bancaire, c’est à dire un jeu d’écritures que seul une société dûment habilitée par une licence d’établissement de crédit peut inscrire dans ses comptes. Un crédit entre particuliers consiste en un simple transfert de monnaie sans création monétaire.

L’émission d’une quantité de monnaie-dette représente une énergie future fournie par l’emprunteur via ses remboursements. Chaque remboursement est une destruction de monnaie-dette. La quantité de monnaie-dette en circulation à tendance à augmenter dès lors que l’émission de crédits excède la collecte des remboursements.

La monnaie-dette transfère une énergie future, celle de l’emprunteur, dans le présent d’une transaction. Le lien entre cette énergie et la monnaie-dette est établi par un contrat de prêt qui relève d’une juridiction. Dans ce cas, la nature juridique du lien entre monnaie et dette, qui contraste avec la preuve de travail de la monnaie-valeur, comporte la tentation d’une capture réglementaire par des oligarques. Le monopole de droit de la monnaie-dette que nous connaissons actuellement, en est une conséquence difficile à éviter et d’autant plus difficile à dénoncer que le coût de la rente du monopole est masqué : qui connait le montant du produit net bancaire (PNB) annuel en France (3) ?

Ce monopole de droit appliqué à la monnaie-dette ne veut pas dire monopole de fait ni monopole naturel : la technologie libre Bitcoin permet aujourd’hui à n’importe quel groupe, entreprise ou communauté d’émettre sa propre monnaie-valeur. Le droit devra s’aligner un jour avec cette réalité technologique. Les Etats qui l’ignoreraient courront le risque de ressembler à la Corée du Nord.

La tentation des raccourcis

Un système monétaire peut-il se positionner comme un hybride entre monnaie-dette et monnaie-valeur ? Serait-ce le cas des systèmes dits proof-of-stake (PoS, preuve d’enjeu en français) qui cèdent à la tentation de réduire la preuve de travail jusqu’à s’en dispenser ? Un système PoS désigne les détenteurs de coins (« stakers » qui s’engagent à conserver leurs coins sur une certaine durée, typiquement plusieurs mois) comme les valideurs de blocks de transactions. Les coins PoS ne portent donc pas de preuves de travail qui pourraient les associer à une énergie passée. Cependant, s’ils ne semblent pas correspondre à notre définition d’une monnaie-valeur, ils n’apparaissent pas non plus de la monnaie-dette car ils ne portent aucune créance évidente. Les systèmes PoS sont en fait des monnaies-valeur qui minimisent les frictions, les coût de transactions étant réduits aux coûts du calcul des signatures des « stakers ». On peut dire aussi que les coins PoS s’appuient davantage sur la théorie des jeux que sur la thermodynamique.

Dès lors, la valeur des coins PoS est minime car ils sont non seulement porteurs de preuves de travail minimales (les signatures des stakers) mais aussi en quantité illimitée : un réseau PoS peut être cloné ou concurrencé par un autre réseau PoS simplement en installant une nouvelle application sur chaque noeud existant, sans capex supplémentaire. Dans une analogie avec les monnaies métalliques, un coin PoS se compare à une pièce en fer et un coin PoW à une pièce en métal rare.

Cependant, l’acceptabilité d’un coin PoS reste très liée à la qualité du groupe des « stakers » et à leur loyauté. Les risques d’arbitrage opportuniste sont réels et beaucoup plus significatifs que pour un réseau PoW. Si un staker sur un réseau PoS A peut participer à un réseau PoS B sans surcoût, le jeu de fusion-acquisition ou des prises de contrôle hostiles est ouvert : c’est précisément ce que la preuve de travail permet d’éviter en créant des coûts d’entrées et de sortie d’un système de minage à un autre.

La décentralisation d’un réseau PoS fait l’hypothèse qu’il n’y a pas collusion entre les stakers alors qu’un réseau PoW, instaurant une concurrence entre mineurs fondées sur leur investissement en matériel (capex) et leurs dépenses en électricité (opex).

L’offre illimitée de coins PoS entraîne aussi un problème de gouvernance, plus pernicieux : l’apathie de l’électeur (voter apathy) qui va conduire le staker à s’abstenir ou à être suiveur d’une petite minorité, faute d’avoir le temps et les ressources pour faire ses propres diligences sur une décision à prendre.

Le pivot du réseau ETH de PoW à PoS, annoncé dès sa création en 2014, aura-t-il lieu ? Si c’est le cas, cette mutation fournira un cas d’école pour évaluer les conséquences d’un tel choix sur la gouvernance et l‘économie d’une monnaie-valeur.

Conclusion

Pour conclure, où se situe un « stablecoin » ? Contrairement à un coin PoW ou PoS qui est émis sans contrepartie et acquiert une valeur d’usage (par exemple en tant que moyen de paiement ou réserve de valeur) à mesure que le réseau se développe, un « stablecoin » a une valeur indicielle : c’est un système monétaire conçu pour assurer la stabilité des prix moyens d’un certain panier de consommation, exprimés en monnaie-dette. Il ne représente donc qu’un avatar de la monnaie-dette. La BCE revendique d’ailleurs un droit de veto (sic !) sur les projets de stablecoins en Europe.

Les deux catégories de monnaie, monnaie-valeur et monnaie-dette, que nous avons définies doivent pouvoir coexister afin de créer une concurrence entre les monnaies pour les gens au lieu d’une concurrence entre les gens pour la monnaie.

La concurrence des projets pour obtenir le crédit dans une monnaie unique auprès des banquiers fera place à une concurrence des projets auprès de leurs constituants et parties prenantes via l’émission d’une monnaie spécifique au projet.

On aura alors non pas une économie unique (aujourd’hui celle de la monnaie-dette) mais des économies entrecroisées pour davantage de résilience financière et de justice sociale.

Pierre Noizat, mars 2021


(1) François Roddier, De la thermodynamique à l’économie, 2018

(2) La quantité d’énergie reçue lorsque les rayons arrivent au niveau des capteurs est appelée irradiation solaire. Elle est variable en fonction des régions : en France, elle est d’environ 1 000 kWh/m² dans les villes les plus au nord et 1 500 kWh/m² sur le pourtour méditerranéen.

(3) Environ 140 milliards d’euros chaque année, représentant les profits des banques françaises, après paiement des dépenses liées à un train de vie très supérieur à la moyenne du secteur tertiaire. Le PNB est du même ordre de grandeur que la collecte de la TVA par l’Etat.


A propos de l’auteur

Pierre Noizat, pionnier français du bitcoin et des blockchains, a cofondé les exchanges Paymium et Blockchain.io dont il est le CEO. Conférencier, il est également l’auteur de plusieurs livres sur le sujet, dont Bitcoin, mode d’emploi paru en janvier 2015, et du blog e-ducat.fr consacré aux monnaies numériques décentralisées.

Cet article a été publié initialement le 14 mars 2021 sur e-ducat.fr sous la licence Creative Commons Paternité – Partage à l’Identique 2.0 France.